2019年3月5日福建暴雨落区预报偏差原因分析

利用EC细网格预报场、风廓线雷达、雷达回波及常规观测资料,对2019年3月5日福建省暴雨落区预报偏北的成因进行分析,并将模式预报结果作了对比。结果表明,①本次暴雨过程是受南支槽、低层切变线、低空急流、地面倒槽和弱冷空气共同影响造成的;②在暴雨预报中不仅要考虑大尺度降水系统变化,也要考虑在有利的大尺度环流背景下激发的中小尺度系统的发生发展;③全球模式对中小尺度系统的发生发展预报能力仍有较大误差,因此要加强对模式预报能力检验评估,选取综合评分较高的模式作为主要参考依据;④日常业务中应加强对风廓线雷达等新型探测资料的应用,在判断中小尺度系统中有很好的指示意义。     

九寨黄龙机场风廓线雷达应用

本文简要地介绍了风廓线雷达的探测原理及优点。利用雷达投入运行半年来的风廓线雷达资料，分析了风廓线雷达资料在乱流和强对流天气预报中的应用。风廓线雷达的实时资料，为短时预报提供了有效的数据参考，为提高短时预报的准确率提供了帮助。     

一次副高控制下的南平市暴雨天气过程分析

利用自动站观测资料、多普勒雷达和风廓线雷达等资料,对2018年9月23日南平市暴雨天气过程进行分析。结果表明,此次暴雨过程是在副热带高压控制下,东亚大槽伸入副热带高压内部,低层为弱切变的情况下发生的。环境场表现为高能、高湿。风廓线雷达上可看到中小尺度的高空波动与低层切变系统位置叠置,影响时间集中,且有干冷空气的侵入,使得大气中的能量在短时间内大量释放,激发出强的短时降水。     

多源探测资料在一次中尺度暴雨分析中的应用

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒雷达和风廓线雷达等多源探测资料,对2018年4月24日漳州中南部一次中尺度暴雨的形成机制、环境条件和雷达资料特征等进行了分析。结果表明,此次过程是发生在500hPa短波槽过境,地面弱冷空气南下的大尺度环流背景下,地面中尺度辐合线是此次过程的重要触发和维持机制,多普勒雷达的逆风区可作为中尺度暴雨发展成熟的标志之一;风廓线的水平风资料可以反映出水平风场的演变,从而对降水强度、持续时间做出预报,垂直速度对降水的开始、加强和减弱时间段有很好的指示作用,同时也是对流发展强度的重要判据。     

一次斜压锋生类飑线及飑前强烈降雹大风天气过程分析

通过对区域自动站、风廓线雷达、闪电和福建省新一代天气雷达回波等多源资料及常规观测资料分析,寻找2016年4月26日福建省西部北部雷雨大风及降雹天气的潜势预报和临近预报的着眼点。结果表明,26日,福建处于倒槽南侧暖区内,地面强烈增温增湿;伴随高空槽东移和低层低涡切变东移南压,冷暖空气在福建西部强烈交汇,显著的锋区和地面辐合线的触发及南支槽前强烈辐合抬升形成的动力强迫产生了飑线、冰雹等强对流天气。此次飑线为斜压锋生所致,呈现明显的弓状回波,后部入流急流和前部辐合特征;直径达3cm的冰雹发生在锋前暖区内,在飑线前80km热低压辐合区内发生发展的超级单体,沿环境平均风场偏右约25°方向移动,属右移型雹暴,具有钩状回波特征且回波强度强,65d Bz以上强回波区面积大、维持时间长达1个小时,并出现移动路径"右旋"、中高层强回波悬垂、低层弱回波区、VIL"跃增"及"中气旋"等特征。850h Pa比湿大于12g/kg和24小时正变温;850h Pa与500h Pa温差达25℃,层结上干下湿,Cape达2364J/kg和较大的DCAPE值,适宜的0℃和-20℃高度,925和500h Pa垂直风切变达20m/s等有利的物理条件形成此次斜压锋生类强对流天气过程。     

台风“卢碧”引发的福州极端降水成因初探

采用福州市地面自动站资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)以及X波段双偏振相控阵天气雷达等新型观测资料，分析了台风“卢碧”(2109)造成福州极端降水的成因，并介绍了X波段双偏振相控阵天气雷达资料在台风降水预报中的应用。研究结果表明，强降水云带的持续影响、源源不断的水汽供应、强的高低层抽吸作用以及舒适的海温等有利因素是台风“卢碧”引发福州沿海局地极端降水的主要原因，而福州独特的地形对本次极端降水也有增幅作用。此外，研究表明，X波段双偏振相控阵天气雷达在台风等灾害性天气过程中对极端降水估测有较好的反应。     

福建省人工影响天气学科发展研究报告

新形势下,福建省人工影响天气的科技支撑、业务水平还不适应防灾减灾和保障粮食、生态和水资源安全等的发展需求。面对良好的政策机遇,以及雷达和卫星等先进探测技术的应用、现代化气象业务体系的建设成果,我省人工影响天气学科发展的战略任务将聚焦在云降水机理研究、数值模式、探测资料反演融合研究、技术研发、中长期研究计划、作业实施和指挥能力建设等方面。     

福建省环境气象学科发展研究报告

环境气象学(Environmental Meteorology)是气象学与环境学相互交叉的一个学科,由于学科涵盖面非常广,气象学界和环境学界对这一新兴的、热门的学科在研究对象和内容等方面还有不同认识,本报告主要从气象角度来阐述环境气象学科的研究进展、发展前景和展望。环境气象学作为大气科学学科的一个重要分支,主要研究大气运动与大气中污染物相互作用,重点研究大气边界层动力学、空气污染气象学以及大气污染对环境和天气气候的影响;从业务服务层面上侧重于开展环境气象的预报预警、监测分析与影响评估,立足城市环境气象服务,有效应对重污染天气和严重霾天气;目的是确定最优污染物削减方案,为政府区域联动建立有效防治大气污染长效机制提供决策依据,持续改善大气环境。福建省环境气象业务产品主要分为监测、预报预警及评估三大类。未来福建省环境气象学科发展以提高环境气象科研和业务能力为目标,重点工作包括环境气象监测与分析能力建设、大气化学模式和雾、霾及重污染中长期预报技术研发、边界层结构和大气污染研究、环境气象评估和预评估、城市环境气象服务、环境气象业务拓展,注重气象环保合作,联手打造清新福建。     

确定性预报和集合预报融合降水预报产品应用

针对确定性模式和集合预报模式降水产品没有得到最优应用的问题,该文开展多模式降水融合预报研究。应用福建省智能网格预报业务关键点的降水观测资料,对4种确定性模式降水预报和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)集合预报的降水集合统计量产品进行降水分级统计检验,确定融合方案,并根据融合方案产生多模式和集合预报降水融合产品。结果表明,除了后汛期(7～9月)外,大部分产品的TS评分随降水量级的增大而下降,随着预报时效的延长,各量级降水TS有所下降。融合产品在3～4月的表现较确定性预报有一定的性能提升; 5～6月融合产品表现最差; 7～9月融合产品TS评分基本与最优确定性预报接近。对于个例检验而言,融合产品能够较为准确地刻画强降水的落区,但存在大暴雨落区范围过大等偏差。     

“海峡号”航线风场特征及模式预报风场的对比检验

基于平潭沿海、平潭浮标、台湾沿海的观测资料以及WRF、EC细网格10 m预报风场资料,通过计算相关系数(CC)、偏差(Bias)、均方根误差(RMSE)以及平均绝对误差(MAE)等,定量分析模式风场预报产品的有效性和可用性。结果表明,(1)"海峡号"航线多为偏北风或偏南风。5个检验站点中,牛山岛、海峡号码头、基隆主导风向轴以NNE-SW为主,平潭浮标主导风向轴以N-SSW为主,新竹主导风向轴以NNE-W为主。(2)平潭沿海及平潭浮标的大风日数要多于台湾北部沿海,10月—次年1月为大风多发期。(3)经过定量比较,EC细网格预报风向、风速在"海峡号"航线上具有较高精度,可用性强于WRF。因此,可选用EC细网格模式预报风场作为参考,开展航线气象服务。     

基于消息监听机制的气象雷达资料推送应用实践

针对省、市、县对气象资料快速共享的需求,该文采用与常规共享不同的方式,综合利用网络通信、数据交换、文件监听、数据库等技术,设计并实现了基于消息监听机制的雷达资料快速推送系统,在业务应用中表明,该系统稳定性好、推送资料时效性高,能够满足业务应用需求。     

2014年一次连续强对流天气过程分析

2014年3月26-29日,福建省出现连续强对流天气过程,分析表明,大尺度环流背景给此次强对流天气连续发生发展提供了有利的条件。物理量诊断分析,同时参考历史统计的各参数的阈值,对判断强对流天气发生发展、分类和落区有帮助:福建上空大气层结不稳定,中低空存在中等到强的垂直风切变;前期比湿9~10g/m~3左右,后期增大,全省大部在12g/m~3左右,前期为干对流型,后期为混合对流。强对流天气临近预报,要注重卫星云图上游地区云系的发生发展状况以及与已经发生的天气实况的对应关系,加强多源资料的监测应用,从而提高强对流天气临近预报的提前量。     

基于龙岩市新一代天气雷达资料的冰雹识别与预警

利用福建省龙岩市2001~2013年41次冰雹过程的新一代天气雷达资料,对冰雹和雷雨大风、短时强降水,以及冰雹自身过程发展阶段和成熟阶段的雷达数据进行了对比分析,结果表明,三体散射、V型缺口、钩状回波等是冰雹特有的雷达反射率回波的形态特征;回波强度、强回波核高度、回波顶高和VIL可用于判断冰雹,其阈值分别为60d Bz、5.3km、8km和30kg/m~2。冰雹的雷达强回波核(≥60d Bz)高度都在零度层以上,冰雹的45d Bz雷达回波伸展高度绝大多数在-20℃层以上。根据以上特征判据和阈值,对龙岩2014—2015年35次强对流天气(其中有8次出现冰雹)进行预报试验,预报10次冰雹,其中8次预报正确,2次空报,没有漏报。该文还分析了冰雹直径与雷达回波形态特征和数据的关系,发现如果出现三体散射、V型缺口、钩状回波特征,冰雹直径普遍≥2cm,VIL密度大于2.9,冰雹直径≥2cm,冰雹直径与风暴顶辐散、弱回波区伸展高度等没有明显相关关系。     

浅谈福建省环境空气质量预报预警体系的建设

该文分别从构建立体监测网络、规范预报预警制度、建设预报预警会商平台、推进源解析和源排放清单编制、加快机构能力建设及人才培养等方面,提出了福建省环境空气质量预报预警体系的发展规划,力求全面推进全省范畴的环境空气质量预报预警体系建设,为打造"清新福建"提供坚实的技术支持与服务。同时针对建设中存在的基础工作薄弱、机构人员短缺、业务经验不足等问题,建议从国家技术支持、人才队伍建设、区域联防联控方面加强指导,扎实做好全省环境空气预报预警工作,提高大气环境监测能力,积极应对重污染天气,让绿水青山、碧海蓝天的美好家园展现在八闽儿女眼前。     

自动站数据质控及其在实时业务中的应用

基于某省自动区域站数据进行观测质量研究,通过历史数据分析,找寻相应的计算法。首先对数据的基本误差来源进行分析、分类,并给出其在实际业务应用中能够快速应用的算法研究和提炼,引入游程概念改进差分算法,形成差分游程技术方法,用于削弱系统误差所带来的影响;根据过去观测窗口来预测下一个可能出现的值,提供对实际观测值的准确性判断,依此设计了概率落点技术;根据观测站之间可能存在的空间、时间相关性,设计邻近判识技术,横向延伸比邻站之间的数据质量判别。最后给出了一次天气过程中的技术适应性分析,结论表明相关技术在快速业务应用中具备一定的应用能力。     

福建省气象科学发展报告

本文总结了改革开放以来福建省气象业务的发展,论述了在气象综合探测系统建设、气象灾害预报预警能力建设、公共气象服务能力建设等方面的主要成就,并分析了存在问题与制约因素。在此基础上,根据国内外发展趋势,对今后我省气象业务的发展趋势作了展望。     

光流法以及结合机器学习在临近预报中的应用

通过采用Gunnar Farneback的稠密光流跟踪法对雷达反射率进行2h外推,并结合半拉格朗日外推方法,保持天气系统回波的旋转效应,可有效提高回波短临预测的精准度。结合该方法外推的回波结果及历史降水观测,采取机器学习中Conv LSTM(空间深度学习)的模型结合Z-R关系进行1h降水预测,结果表明其降水预测的空漏报率低于SWAN业务系统QPF预测结果。     

福建省环境信息化顶层设计业务架构设计研究

业务架构设计是信息化顶层设计的基础,该文在对福建省环保业务现状及需求进行充分调研的基础上,应用信息化顶层设计的理论和方法,分别从"业务域—业务线—业务事项"三个层次提出了福建省环境信息化顶层设计的业务架构。     

泉州市乡镇精细化气温、降水预报初探

该文针对泉州市乡镇精细化天气预报业务,采用相邻区域的相似预报法,分别对各乡镇四季的不同天气要素与参考站的关系进行统计分析,其中高温、低温和沿海风力预报得出基于参考站预报订正值,而降水预报给出两者间的晴雨同步率。统计分析发现,全市高低温历史拟合率在90%左右,说明该结论具有较高的历史相似性,可作为预报的订正值;四季各乡镇与参考站的晴雨同步性平均达85%以上,在实际预报业务中可作为参考;进一步对山区高海拔乡镇、与参考站海陆差异明显的乡镇预报方法改进订正,拟合效果明显提高。     

气象资料在空气质量预报中的应用

近年来,空气污染日渐严重,并影响了人类的生存环境。天气因素对空气质量有显著影响,准确利用气象资料对空气质量进行预报至关重要。该文结合具体空气质量预报个例,探讨如何利用气象资料中常见的高空分析图、单点时空剖面图和气象物理量数据对污染物浓度及浓度变化趋势进行分析,以便更准确地开展空气质量预报。